“L’IMPATTO DELLA MOBILITA’ ELETTRICA SUL CONSUMO DI CARBURANTI”

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Luca Tegon

Laurea Triennale in Ingegneria Energetica

n. matricola 545278

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PADOVA

“L’IMPATTO DELLA MOBILITA’

ELETTRICA SUL CONSUMO DI

CARBURANTI”

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INDICE

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Introduzione

1) Quadro normativo

2) Situazione attuale

2.1 Parco auto circolante

2.2 Domanda di carburante per il settore dei trasporti

3) Situazione prevista per il 2020

3.1 Parco auto circolante

3.2 Domanda di carburante per il settore dei trasporti

4) Ipotesi parco auto elettriche per il 2020

5) Riduzione dei consumi di carburante

6) Dati di riferimento per l’auto elettrica

7) Consumi di energia dovuti al parco auto elettriche e costi annui

8) Movimento di denaro dal mercato dei carburanti al mercato

dell’energia elettrica

9) Quantitativo di gas naturale per generazione energia elettrica

destinata al settore automobilistico

10) Prezzo competitivo di un’auto elettrica sul mercato italiano

- Conclusioni

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INTRODUZIONE

Il settore automobilistico è uno dei comparti industriali più importanti nel panorama mondiale ed è oggetto a particolari attenzioni da parte dei governi mondiali, soprattutto per il prestigio che questo comporta e per il volume di manodopera che questo settore coinvolge.

L’automobile, dal secondo dopoguerra, rappresenta il più comune mezzo di trasporto civile, sia urbano che extraurbano, e negli anni il suo sviluppo ha sempre seguito le necessità e le preferenze dell’uomo.

Date le sue caratteristiche l’automobile ha sempre avuto un’enorme espansione, nei paesi europei negli anni 50 come nei paesi in via di sviluppo oggi, e ha sempre rappresentato elevazione sociale e benessere.

Bisogna comunque sottolineare che il settore automobilistico, ed in generale il settore dei trasporti, è caratterizzato dal fatto di essere un settore industriale che negli anni non è riuscito a portare grandi innovazioni, presentando in sostanza la stessa tecnologia di trent’anni fa; solo negli ultimi anni, sospinta dalle

normative in termini di tutela ambientale e riduzione delle emissioni, l’auto si sta evolvendo, verso una riduzione dei consumi e alimentazioni diverse dai

combustibili fossili.

L’elevato tasso di inquinamento dei centri urbani, al quale contribuisce un traffico sempre crescente, rende sempre più urgente la sostituzione dell’attuale parco auto, con autovetture più pulite: l’auto elettrica rappresenta una valida alternativa in questa sostituzione, dato il rendimento energetico nettamente superiore e la quasi assente emissione di gas inquinanti.

L’auto elettrica potrebbe sostituire il concetto di

non mobilità

adottato dagli amministratori locali con le periodiche chiusure al traffico delle aree urbane con la

mobilità sostenibile,

per dare vitalità ai centri urbani e una spinta verso

l’innovazione per il settore dei trasporti.

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90% degli automobilisti percorre meno di 100 km al giorno: distanze che già le auto elettriche odierne, con le batterie in commercio, potrebbero soddisfare. L’introduzione delle auto elettriche porterebbe anche ad una potenziale

diversificazione nel settore dei trasporti, con l’introduzione del vettore elettrico come fonte di alimentazione per le vetture, che consentirebbe una flessibilità maggiore sotto l’aspetto della variazione del prezzo del carburante, e una riduzione del consumo di risorse primarie, dove il settore dei trasporti rappresenta il 30% dei totali consumi.

Sulla base di quanto finora introdotto, con questo elaborato si tratterà la situazione italiana sotto il profilo del parco auto circolante e dei consumi di carburante, per poi introdurre nel parco auto italiano alcune quote significative di autovetture elettriche, andando a studiare la situazione prevista in futuro, riportando le nostre ipotesi al 2020.

La data del 2020 e le quote di introduzione delle auto elettriche sono in accordo con il quadro normativo in materia di combustibili alternativi, e prenderemo in considerazione soprattutto la direttiva europea 2003/30/CE.

Una volta stabilita la situazione per il 2020 in termini di parco auto e consumo di carburanti si valuteranno le conseguenze che la mobilità elettrica comporta, analizzando soprattutto in termini quantitativi come varieranno il mercato dei carburanti e il mercato dell’energia elettrica.

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1) QUADRO NORMATIVO

QUADRO NORMATIVO

La normativa europea ed italiana che regolamenta il settore automobilistico è consistente e in notevole fermento; basti pensare che sul mercato delle

automobili agiscono norme in materia di sicurezza sempre crescente, standard ambientali, scelte costruttive, ecc…

Il settore automobilistico e in generale quello di trasporti rappresenta uno dei maggiori settori industriali, e in termini di uso finale dell’energia il solo settore dei trasporti prende il 30% del totale utilizzo di energia; questa importanza pertanto giustifica tutto l’impegno normativo.

Le normative più importanti riguardanti il settore dei trasporti sono le normative EURO, che fissano sempre più rigidi standard di emissioni per le autovetture, mentre per quanto riguarda i carburanti le maggiori direttive europee sono la 98/70/EU e la direttiva 2003/30/CE.

• La direttiva europea 2003/30/CE

Per la stesura dell’elaborato prendiamo come riferimento principale la direttiva europea 2003/30/CE dell’8 maggio 2003 sui biocarburanti.

Questa direttiva fa parte di una serie di norme comunitarie atte a regolamentare l’utilizzo di risorse fossili e a contrastare l’aumento di emissioni di gas serra, soprattutto di biossido di carbonio.

Questa direttiva promuove lo sviluppo e l’utilizzo di biocarburanti e carburanti alternativi nel settore dei trasporti; stabilisce quali sono i biocarburanti oggi in commercio e quali siano le tecnologie assimilabili a carburanti alternativi come per esempio le fuel-cell e il vettore elettrico, e stabilisce l’obiettivo di arrivare alla sostituzione del 10% in valore energetico di carburanti tradizionali con biocarburanti o carburanti alternativi al 2020, con target intermedi del 2% per il 2005 e del 5,75% per il 2010.

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riduzione di emissione di CO2 e al rallentamento dello sfruttamento delle risorse

fossili.

L’Unione Europea e gli stati membri promuovono, proprio con questa direttiva, lo sviluppo e l’utilizzo di biocarburanti, utilizzati puri o in miscela con carburanti tradizionali, per favorire il raggiungimento dell’obiettivo fissato tenendo in considerazione lo stato tecnologico attuale. Le auto attuali infatti funzionano correttamente senza problemi con miscele di carburanti tradizionali e bio, ed esistono già soluzioni tecnologiche che consentono l’utilizzo puro dei

biocarburanti, biodiesel in particolare.

In questa sede considereremo come alimentazione alternativa il vettore elettrico: essendo il vettore elettrico una alimentazione alternativa incompatibile con le auto di maggior diffusione allo stato attuale, il raggiungimento dell’obiettivo in valore energetico si raggiunge anche attraverso la sostituzione, in valore

compatibile, del parco auto circolante con autoveicoli elettrici.

Considereremo solo la situazione italiana, andando a sostituire una quota delle auto circolanti previste per il 2020 con vetture elettriche; analizzeremo tre differenti gradi di espansione delle vetture elettriche, designando cosi diversi scenari.

I gradi di espansone considerati solo quello dell’1%, del 5% e del 10% di vetture elettriche sul totale parco auto circolante in Italia per il 2020:

1%) rappresenta il mancato sviluppo della mobilità elettrica nel settore trasporti italiano; è una percentuale interessante e in linea con le previsioni attuali di sviluppo delle auto elettriche, in quanto previsioni di mercato per auto e carburanti prevedono per il 2020 un ammontare di autoveicoli elettrici al 2020 pari a 500 mila unità, pari a meno del 2% del totale.

La quota dell’1% rappresenta l’ipotesi più pessimistica di questa indagine ma che più siavvicina alle previsioni attuali.

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totali consumi finali per il settore trasporti. Sarà interessante notare i volumi di carburante invenduto e di domanda di energia elettrica con questa situazione.

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)

) SITUAZIONE ATTU

SITUAZIONE ATTU

SITUAZIONE ATTUA

A

ALE

LE

• 2.1 Parco auto circolante

Il parco auto circolante in Italia conta un totale di oltre 46 milioni di automezzi, considerando sia le auto che moto, camion, autobus.

Parco autoveicoli in Italia

0 10000000 20000000 30000000 40000000 n. veicoli n. veicoli 96419 4437638 35680097 5590259 153912 818134 Autobus Autocarri Autovetture Motocicli Trattori

stradali Rimorchi

Figura 2.1 Parco autoveicoli in Italia; fonte: ACI

76,28% 1,75% 9,49% 11,95% 0,21% 0,33% Autobus Autocarri Autovetture Motocicli Trattori stradali Rimorchi

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Per quanto riguarda le auto, in Italia circolano 35 680 097 auto, con una densità di 60 auto per abitante (il valore più alto d’Europa), con una anzianità media di 7 anni e 6 mesi, le auto alimentate a benzina sono 22 180 385, con un’anzianità media di 9 anni e 4 mesi; le auto alimentate a gasolio sono 12 065 254, con un’anzianità media di 4 anni e 4 mesi.

Le restanti 1 434 458 son auto ad altre alimentazioni, soprattutto alimentate a GPL, la cui anzianità media è di 11 anni e 7 mesi.

E’ da notare la presenza di circa 3 milioni di automobili con un’anzianità superiore ai 20 anni: questa fetta di autoveicoli contiene veicoli sicuramente poco utilizzati o comunque auto d’epoca o collezionismo; al fine della nostra indagine non considereremo queste vetture.

Altro dato interessante è che sulla totale quantità di veicoli in Italia, le automobili ricoprono il 76% del settore.

In base alle considerazioni fatte, basiamo i calcoli su un parco circolante totale pari a circa 32,7 milioni di vetture

Autovetture [milioni di auto] Totali immatricolate Anzianità > 20 anni Auto realmente circolanti Benzina 22,1 2,33 19,8 Gasolio 12,06 0,44 11,6 Altro 1,43 0,14 1,29 Totale 32,7

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Auto circolanti in Italia

0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000

benzina gasolio altro

N. di vetture

Figura 2.3 Auto immatricolate in Italia; fonte: ACI, Analisi dell’anzianità del parco veicoli in Italia, dicembre 2008

Quote percentuali Auto Italiane

62% 34% 4% benzina gasolio altro

Figura 2.4 quote percentuali auto in Italia; fonte: ACI, Analisi dell’anzianità del parco veicoli in Italia, dicembre 2008

Per quanto riguarda i consumi, i dati attuali parlano di un consumo medio per le auto a benzina di 15,3 km/litro, mentre i consumi specifici per le auto a gasolio sono più contenuti, con un valore medio di 17,7 km/litro. La percorrenza annua invece per le auto a benzina vale 11500 km/anno, e 25000 km/anno per le auto a gasolio. Consumo [km/lt] Percorrenza [km] Benzina 15,3 11500 Gasolio 17,7 25000

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• 2.2 Domanda di carburante per il settore dei trasporti

Ad oggi in Italia la domanda i combustibili per il settore dei trasporti corrisponde a 13 milioni di tonnellate annue per la benzina e 29 milioni di tonnellate annue di gasolio (dati 2007 Ministero sviluppo economico).

Fra i carburanti non tradizionali la domanda di GPL è di circa 950mila tonnellate annue, che rappresenta il 30% del totale GPL consumato in Italia.

Un dato interessante è quello del gasolio extrarete, con una domanda annua pari a circa 10 milioni di tonnellate; questa quota rappresenta il gasolio utilizzato da flotte private, come trasportatori o comunque utilizzati nel settore industriale e commerciale, che non entrano nel circuito dei punti vendita stradali.

La domanda di carburanti negli ultimi anni è mutata in maniera considerevole ed è in continua evoluzione con cambiamenti a volte repentini; questa variabilità è dovuta: al continuo cambiamento del prezzo dei carburanti sul mercato,

all’evoluzione tecnologica nel settore automobilistico, con l’avvicinamento delle prestazioni tra vetture a benzina e gasolio, inoltre è dovuta anche al forte sviluppo di auto a GPL e metano spinta anche da vincoli ambientali imposti dagli enti locali e incentivi statali alla vendita di queste vetture.

La benzina ha subito, dal 2005 ad oggi, un calo della domanda del 6%, il gasolio invece vede un incremento della domanda del 4%: questi dati coincidono sia su base autostradale che su base locale.

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Rete Extrarete Autostradale TOTALE

[kton] [kton] [kton] [kton]

GASOLIO 16862 9749 2414,5 29025,5 BENZINA 11712 638,5 767,8 13118,3 LUBRIFICANTI 537 238,5 775,5 Civile Militare CARBOTURBO 4117,5 113,5 4231 Autotrazione GPL 944 944 METANO [mc] 450 450

TOTALE COMBUSTIBILI PER AUTOTRAZIONE 48544,3

Tabella 2.3 Consumo combustibili in Italia per autotrazione anno 2007; fonte: Ministero Sviluppo Economico

I dati della domanda di carburante in Italia non si riferiscono alle sole

autovetture, ma all’intero settore dei trasporti, e quindi sono compresi i consumi di veicoli come motocicli, rimorchi, semirimorchi, autobus e macchine agricole.

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3 3) SITUAZIONE PREVISTA PER IL

) SITUAZIONE PREVISTA PER IL

) SITUAZIONE PREVISTA PER IL 2020

2020

• 3.1 Parco auto circolante

Le previsioni di vendita per il settore automobilistico stabiliscono che per il 2020 in Italia il parco auto complessivo sarà costituito da 33 milioni di vetture, con una crescita marginale dai 32,5 milioni attuali, in base anche all’aumento della popolazione italiana (1 milione di abitanti).

L’andamento complessivo vedrà il diminuire delle vetture a benzina, e un aumento di vetture a gasolio e GPL. In termini quantitativi il parco auto sarà costituito da 15,6 milioni di vetture alimentate a benzina, 14,4 milioni di vetture alimentate a gasolio e le restanti 3 milioni di vetture ad altre alimentazioni la maggior parte delle quali alimentate a GPL.

Grazie all’innovazione tecnologica e al progressivo miglioramento delle autovetture, per il 2020 è previsto un leggero calo dei consumi per le auto a benzina, passando dai 15,3 ai 15,4 km/lt, e un sensibile miglioramento per il gasolio passando dai 17,7 ai 19 km/lt.

Le previsioni non danno molta importanza alle auto elettriche, quantificando al 2020 un totale di circa 500 mila unità.

Parco auto previsto per il 2020

0 5000000 10000000 15000000 20000000 N. vetture N. vetture 15600000 14400000 3000000

benzina gasolio altro

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Quote percentuali auto al 2020

47% 44% 9% benzina gasolio altro

Figura 3.2 quote percentuali auto al 2020 in Italia; fonte: UP, Il mercato dei carburanti: evoluzione normativa e prospettive, giugno 2009 Consumo [km/lt] Percorrenza [km] Benzina 15,4 11500 Gasolio 19 25000

Tabella 3.1 dati su consumo e percorrenza previsti per il 2020; fonte: UP

• 3.2 Domanda di carburante per il settore dei trasporti

Per il 2020 il settore dei carburanti prevede una domanda complessiva di combustibili per autotrazione stazionaria, in linea con i volumi di consumo attuali, ma con un differente evolversi per i singoli carburanti.

La domanda di benzina continuerà a calare, con un volume previsto in 9,25 milioni di m3 per il 2020; il gasolio crescerà fino a 27,5 milioni di m3 annui per il 2020 e soddisferà più della metà dell’intera domanda di carburanti per

autotrazione.

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Figura 3.3 Andamento e previsioni consumo idrocarburi 1990-2020; fonte: UP, Databook 2009

Evoluzione domanda di carburanti [migliaia di m

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]

1995 2000 2005 2010 2015 2020 PESO % BENZINA 23650 22470 18270 13495 10390 9250 18% CARBOTURBO 3530 4530 4780 4300 5430 5690 11% GASOLIO AUTO 19920 21940 29090 28875 29915 27200 52% GPL 2310 2590 1870 2145 2475 3090 6% METANO 300 400 460 700 1300 1750 3% BIOFUEL - 40 210 1325 3120 5190 10% TOTALE 49710 52240 54680 50840 52630 52170 100%

Tabella 3.2; fonte: UP, Previsioni domanda energetica e petrolifera italiana 2009-2020

Quote perce ntuali carburanti pe r il 2020

18% 11% 52% 6% 3% 10% BENZINA CARBOTURBO GASOLIO AUTO GPL METANO BIOFUEL

Figura 3.4 Quote percentuali carburanti previsti per il 2020; fonte: UP

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)

) IPOTESI

IPOTESI

IPOTESI PARCO AUTO ELETTRICHE PER IL

PARCO AUTO ELETTRICHE PER IL

PARCO AUTO ELETTRICHE PER IL 2020

2020

Come detto in precedenza consideriamo tre possibili scenari di penetrazione elettrica nel settore automobilistico, considerando come percentuali l’1%, il 5% e il 10%.

Abbiamo scelto queste tre percentuali in modo da rappresentare i due casi estremi, di maggior e minor sviluppo possibile dell’auto elettrica e il caso intermedio.

Le auto elettriche sono calcolate in base alla percentuale considerata e vengono sottratte in parti uguali dal quantitativo di auto alimentate a benzina e

alimentate a gasolio.

Abbiamo scelto di mantenere inalterata la quota di auto con altre alimentazioni (GPL o gas metano) perché sono comunque alimentazioni promosse dalla direttiva 2003/30/CE.

Su un totale di 33 milioni di veicoli, otteniamo per le 3 percentuali queste vetture elettriche:

1% 330000 vetture elettriche 5% 1650000 vetture elettriche 10% 3300000 vetture elettriche La situazione prevista per il 2020 è questa:

n. vetture [106 auto] Consumo [km/litro ] Domanda di carburante [106m3] Percorrenza [km/anno] Benzina 15,6 15,4 9,25 10000 Gasolio 14,4 19 27,2 25000 Altro 3 0,475

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Sostituiamo le auto tradizionali con le auto elettriche: Auto circolanti [milioni di vetture]

1% 5% 10% Elettriche 0,33 1,65 3,3 Benzina 15,4 14,7 14 Gasolio 14,2 13,6 12,8 Altro 3 3 3 Totale 33 33 33

Tabella 4.2 Possibili scenari per il parco auto con diverse penetrazioni di vetture elettriche

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5 5) RIDUZIONE DEI CONSUMI DI CARBURANTE

) RIDUZIONE DEI CONSUMI DI CARBURANTE

Per prima cosa calcoliamo quanto del gasolio consumato attualmente è

attribuibile alle sole autovetture, per poter arrivare ad un dato confrontabile con le previsioni al 2020 e con l’obiettivo di arrivare ad un dato specifico per l’unità di vettura.

I dati sul parco auto attuale e sul consumo di carburante odierno danno questi risultati

Tabella 5.1 Riepilogo dati parco auto odierno; fonte: UP, ACI

Il dato del numero di vetture per il gasolio è costituito dall’insieme autovetture, rimorchi e semirimorchi, autobus: questo perché non è possibile avere un dato certo del consumo di carburante diviso per categoria di automezzi.

Il contributo delle auto è pari a 12065254, mentre il complessivo altri veicoli (camion autobus) è pari a 5352191.

La situazione prevista per il 2020 è la seguente: Vetture benzina: 15600000

Vetture gasolio: 14400000

Vetture alimentazioni alternative: 3000000 Totale vetture previste al 2020: 33000000

N. vetture [106 auto] Consumo [km/litro] Consumo annuo carburanti [106m3] Percorrenza [km/anno] Benzina 15,6 15,4 9,25 11500 Gasolio 14,4 19 27,2 25000 Altro 3 4,75

Tabella 5.2 Riepilogo dati parco auto previsti per il 2020

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Il volume di carburante relativo alle altre alimentazioni è costituito dalla somma dei volumi previsti per GPL e metano.

Il numero vetture per il gasolio è costituito dal numero di auto previste al 2020 sommato ad un quantitativo di camion e autobus pari a 5350000, pari a quello presente attualmente.

Consideriamo in questo caso per la componente gasolio il dato delle sole autovetture, mantenendo come dato discriminante il consumo di carburante km/lt e considerando la percorrenza annua stabilita in precedenza: per le auto a benzina consideriamo una percorrenza annua di 11500 km/anno e per le auto a gasolio una percorrenza di 25000 km/lt.

In base agli scenari considerati valutiamo a quanto ammonterebbe il volume di carburante invenduto con l’inserimento nel mercato delle auto elettriche:

N. vetture invendute [kauto] Consumo [km/litro] Percorrenza [km/anno] Carburante invenduto [Milioni di litri] 1% benzina 165 15,4 11500 123,2 gasolio 165 19 25000 217,1 5% benzina 825 15,4 11500 616 gasolio 825 19 25000 1085,5 10% benzina 1650 15,4 11500 1232 gasolio 1650 19 25000 2171

Tabella 5.3 Carburante invenduto al 2020 in base alla penetrazione elettrica

Vediamo che il totale del carburante invenduto ogni anno va dai 340 milioni di litri per l’ipotesi dell’1% ai 3,4 miliardi di litri per l’ipotesi del 10%.

Da notare che il dato del gasolio per il 10%, se esteso a tutte le autovetture, corrisponde ad un calo di vendite pari all’8% del totale.

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6 6) DATI DI RIFERIMENTO PER L’AUTO ELETTRICA

) DATI DI RIFERIMENTO PER L’AUTO ELETTRICA

Per stabilire dei valori di riferimento per le auto elettriche al fine di arrivare ad un dato utile alla comparazione con le auto ad alimentazione tradizionale consideriamo le specifiche tecniche di alcune vetture elettriche in commercio e una vettura di prossima commercializzazione: le auto considerate sono la Reva NXR, la Panda Elettra e la Mitsubishi i-MiEV.

I dati sotto riportati non hanno lo stesso grado di attendibilità trattandosi a volte di dati più utili alla promozione della vettura che rappresentativi della bontà del mezzo.

Batterie Autonomia Potenza Consumo

[kWh] [km] [kW] [kWh/km]

Reva NXR 9,6 160 0,13

Panda E. 80 0,18

i-MiEV 16 160 47 0,1

Tabella 6.1 parametri auto elettriche in commercio o di prossima commercializzazione

Il dato sul consumo per la Mitsubishi è dato sulla base di prove a banco e non di veri test sulla percorrenza, considereremo successivamente un valori più elevato. I dati sull’autonomia non sono da considerare come assoluti, poiché l’autonomia varia molto con la velocità di utilizzo dell’auto. Il campo di velocità che una normale automobile a combustione interna consente (dai 50 km/h ai 130 km/h), applicato a vetture elettriche, porterebbe a valori di autonomia che vanno dai 40 ai 300 km.

Per la nostra auto elettrica di riferimento consideriamo questi parametri:

Consumo [kWh/km]: 0,15

Autonomia [km]: 100

Percorrenza annua [km]: 10000 - 15000 Rendimento ciclo carica scarica batteria [η] 0,75 – 0,80

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confrontare le soluzioni auto tradizionale – auto elettrica in termini di costi annui di rifornimento.

Per prima cosa calcoliamo quanta energia elettrica richiede nell’arco di un anno un’auto elettrica con le caratteristiche stabilite precedentemente:

Percorrenza [km] Autonomia [km] Consumo [kWh/km]

Rendimento Consumo annuo [kWh/anno] 10000 100 0,15 0,75 2000 10000 100 0,15 0,8 1875 15000 100 0,15 0,75 3000 15000 100 0,15 0,8 2812,5

Tabella 6.2 consumo annuo di energia elettrica per unità di auto

Con questi dati otteniamo che ogni auto consuma all’anno dai 1875 ai 3000 kWh, energia che l’utente dell’auto elettrica può usufruire direttamente dall’impianto elettrico domestico.

Vediamo che con questi valori la batteria di un’auto elettrica subisce un numero di cicli di carica-scarica superiore ai 200, numero che limita l’utilizzo di queste vetture ad utenti con un consumo programmato e stabile dell’autoveicolo o ad utenti che hanno la possibilità di ricaricare quotidianamente il mezzo.

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7 7) CONSUMI DI ENERGIA ELETTRICA DEL PARCO AUTO ELETTRICHE

) CONSUMI DI ENERGIA ELETTRICA DEL PARCO AUTO ELETTRICHE

E COSTI ANNUI

Con consumi di 0,15 kWh/k e percorrenze medie annue dai 10000 ai 15000 km, otteniamo un consumo annuo di energia elettrica per unità di auto che va dai 1875 ai 3000 kWh/anno. Estendendo questi risultati alla totalità delle auto elettriche considerate otteniamo:

N. vetture Consumo Percorrenza Rendimento Domanda energia [kWh/km] [km/anno] Carica scarica [GWh/anno]

1% 330000 0,15 10000 0,75 660 0,8 619 15000 0,75 990 0,8 928 5% 1650000 0,15 10000 0,75 3300 0,8 3094 15000 0,75 4950 0,8 4641 10% 3300000 0,15 10000 0,75 6600 0,8 6188 15000 0,75 9900 0,8 9281

Tabella 7.1 Consumo annuo nazionale di energia elettrica per il settore automobilistico

Con le quote previste di auto elettriche otteniamo un aumento della domanda di energia elettrica per usi finali dell’ordine dei 900 GWh/anno per l’1%, dei 4,6 GWh/anno per il 5% e arriviamo a circa 10 TWh/anno per la previsione del 10%: rappresenta circa il 3% della totale domanda di energia elettrica italiana.

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Se vogliamo studiare invece i costi che ogni utente deve sostenere per

alimentare e ricaricare la propria auto partiamo dal dato sul consumo annuo di energia: 1875 – 3000 kWh/anno. Questi sono kWh che vanno ad aggiungersi al consumo domestico che l’utente già sostiene e questo surplus di energia utilizzata viene quindi fatturato nella bolletta elettrica.

Consideriamo un prezzo al kWh pari a 8,838 c€/kWh, pari alla componente di consumo intermedio stabilito dall’Autorità per l’energia elettrica e il gas per le tariffe domestiche D2 e D3.

Oltre al costo del kWh vanno aggiunte le imposte sull’energia e l’I.V.A. pari al 10%.

Otteniamo questa spesa annua:

Consumo annuo [kWh] Costo kilowattora [c€/kWh] Accisa en. Elettrica [c€/kWh] Accisa ente locale [c€/kWh] I.V.A. 10% Costo totale annuo [€/anno] 1875 8,838 0,47 1,859 1,1 230 3000 8,838 0,47 1,859 1,1 368

Tabella 7.2 spesa annua di energia elettrica per la ricarica di un’auto

In base alle percorrenze annue stabilite precedentemente, ogni utente sostiene una spesa annua per la ricarica della propria auto che va dai 230 €/anno ai 370 €/anno.

Attualmente, con un’auto a benzina e gasolio, lo stesso utente, a parità di

percorrenza annua e con i dati di consumo attuali, sostiene una spesa annua più alta: Percorrenza [km/anno] Consumo [km/litro] Prezzo [€/litro] Spesa annua [€/anno] BENZINA 10000 15,3 1,25 817 15000 15,3 1,25 1225 GASOLIO 10000 17,7 1,1 621 15000 17,7 1,1 932

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Sono stati presi come prezzi unitari al litro per i carburanti 1,1 €/lt per il gasolio e 1,25 €/lt per la benzina, ottenendo una spesa annua che va dai dai 620 ai 930 €/anno per vetture a gasolio e dai 820 ai 1225 €/anno per vetture a benzina; il confronto da tenere più in considerazione è quello con l’auto a benzina, essendo quella che attualmente copre i valori di percorrenza stabiliti.

Con la scelta dell’auto elettrica otteniamo una forte riduzione dei costi variabili sostenuti dall’utente, che si tramuta in una maggior sicurezza economica dell’investimento. Nello specifico arriviamo ad una spesa annua pari ad un quarto rispetto a quella richiesta da auto tradizionali.

Altra vantaggio è che l’energia elettrica viene prodotta in centrale, con elevati rendimenti di ciclo e più accurati controlli sulle emissioni: il tutto porta ad un utilizzo delle risorse fossili più efficiente e una riduzione delle emissioni per il settore dei trasporti.

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8

8 8) MOVIMENTO DI DENARO DAL MERCATO DEI CARBURANTI AL

) MOVIMENTO DI DENARO DAL MERCATO DEI CARBURANTI AL

MERCATO DELL’ENERGIA

MERCATO DELL’ENERGIA ELETTRICA

ELETTRICA

Con il modificarsi della domanda di auto da motori a combustione interna verso le auto elettriche abbiamo anche un conseguente movimento di fatturato dal mercato dei carburanti al mercato dell’energia elettrica.

Valutiamo, sulla base dei dati finora calcolati e relativamente agli scaglioni fissati, a quanto ammonta il volume di affari; per prima cosa calcoliamo il mancato fatturato per il settore dei combustibili:

Benzina invenduta [106 litri] Gasolio invenduto [106 litri] Prezzo benzina [€/lt] Prezzo gasolio [€/lt] Mancato fatturato annuo [M€/anno] 1% 123,2 217,2 1,25 1,1 393 5% 616 1085,5 1,25 1,1 1964 10% 1232 2172 1,25 1,1 3930

Tabella 8.1 mancato fatturato anno del settore carburanti dovuto alla penetrazione elettrica

Il mancato fatturato per il settore dei carburanti varia dai 390 milioni di € per l’1%, fino 3,9 miliardi di € l’anno per lo scenario ottimistico del 10%.

Calcoliamo ora l’aumento di fatturato annuo per il settore dell’energia elettrica dovuto al consumo per i trasporti:

Auto elettriche

Spesa unitaria [€/anno]

Fatturato energia elettrica per mobilità [M€/anno]

1% 330000 230 76 368 121,6 5% 1650000 230 380 368 608 10% 3300000 230 760 368 1216

Tabella 8.2 aumento di fatturato energia elettrica dovuto al settore automobilistico

(27)

26

aumento di fatturato pari a circa un terzo rispetto al mancato fatturato dovuto al settore dei combustibili.

Il passaggio da motori a combustione interna ad auto elettriche porterebbe quindi ad una spesa minore per la popolazione, con un risparmio annuo pari a:

Risparmio annuo [M€]

1% 272

5% 1360

10% 2720

Tabella 8.3 Risparmio annuo per la popolazione con l’utilizzo di auto elettriche

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27

9

9 9) QUANTITATIVO DI GAS

) QUANTITATIVO DI GAS

) QUANTITATIVO DI GAS NATURALE

NATURALE

NATURALE PER GENERAZIONE ENERGIA

NATURALE

PER GENERAZIONE ENERGIA

ELETTRICA DESTINATA AL SETTORE AUTOMOBILISTICO

L’aumento di vetture ad alimentazione elettrica porta ad un aumento di

produzione di energia elettrica, pari a 9,9 TWh/anno per l’ipotesi ottimistica del 10%. Un confronto utile con la riduzione della domanda di combustibile per i rifornimenti delle auto è quello con il quantitativo di combustibile fossile utilizzato per la produzione in centrale dell’energia elettrica richiesta, considerando quale combustibile fossile il gas metano.

Dati caratteristici gas metano e centrale elettrica:

Potere calorifico inferiore HHHHu = 8250 kcal/m3

Rendimento centrale η = 0,50

Energia richiesta annua EEE = E = = 9,9 TWh/anno = = 3,564 x1013 kJ/anno Prezzo gas metano pppp = 0,25 €/m3

La portata di gas metano annua necessaria per la produzione di energia elettrica necessaria alla ricarica delle auto elettriche vale

m =

Hu

E

×

η

8760

₌ 34535 5 , 0 8760 10 9 , 9 9 × × = 65,45 m3/s = 2,064x109 m3/anno

La portata annua di gas naturale utilizzata in centrale per la produzione di energia elettrica destinata al settore dei trasporti ammonta a 2 miliardi di m3. Con un prezzo per il gas metano per uso industriale pari a 0,25 €/m3 otteniamo una spesa in centrale pari a

S = m x p = 2,064x109 x 0,25 = 516 M€/anno

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questo dato conferma la fattibilità economica e la convenienza del passaggio benzina-elettrica nel settore automobilistico, oltre alla riduzione dei consumi di risorse fossili utilizzate come carburante.

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10

10 10) PREZZO COMPETITIVO DI UN’A

) PREZZO COMPETITIVO DI UN’A

) PREZZO COMPETITIVO DI UN’AUTO ELETTRICA SUL MERCATO

) PREZZO COMPETITIVO DI UN’A

UTO ELETTRICA SUL MERCATO

ITALIANO

Alla luce di quanto calcolato finora, proponiamo un confronto tra quelle che sono le spese che vengono sostenute con l’acquisto e il mantenimento di un’auto tradizionale e quelle che possono esser sostenute con un’auto elettrica, al fine di stabilire un prezzo di vendita per l’auto elettrica che la renda

competitiva nel mercato automobilistico italiano.

Per il confronto consideriamo i dati finora utilizzati per quanto riguarda l’auto elettrica, mentre per quanto riguarda l’auto tradizionale confrontiamo alcuni modelli di attuale commercializzazione per ottenere un prezzo di vendita medio: le auto considerate sono auto di piccola-media taglia con alimentazione a

benzina, e terremo in considerazione il prezzo di vendita di listino, senza considerare gli incentivi statali validi per la fine del 2009.

I dati verranno calcolati sulla base della stessa percorrenza annua e per un periodo pari a 10 anni, rappresentativo della vita media di un’auto.

Il criterio di valutazione del prezzo competitivo dell’auto elettrica è quello di calcolare il valore attuale netto della soluzione benzina e poi uguagliarlo a quello della soluzione elettrica per poter trovare il prezzo.

Fissiamo un tasso d’interesse per l’attualizzazione dei risultati pari al 5% La tabella riporta i prezzi di alcune auto oggi in commercio:

Fiat Grande

Punto Ford Fiesta Peugeot 207 Citroen C3 Opel Corsa Prezzo listino

Quattroruote [€] 13000 13500 14000 13500 13000

Tabella 10.1 Prezzi di listino delle principali utilitarie in commercio; fonte: Quattroruote.it

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Dati Prezzo Auto Benzina: 13500 € Tasso di interesse 5%

Percorrenze 10000 e 15000 km Costi annui benzina 817 e 1225,5 €/anno Costi annui elettrica 230,3 e 368,5 €/anno

Otteniamo questi risultati:

Percorrenza [km] Tasso d'interesse Prezzo auto benzina [€] Costo annuo [€/anno] Costo annuo elettrica [€/anno] Costo benzina attualizzato [€] Costo elettrica attualizzato [€] Prezzo auto elettrica [€] 10000 5% 13500 817 230,32 6308,6 1778,5 18030,1 15000 5% 13500 1225,5 368,5 9409,9 2845,5 20064,4

Tabella 10.2 Calcolo del prezzo competitivo di un’auto elettrica in base alla percorrenza annua

Otteniamo che allo stato attuale un’auto elettrica per essere competitiva sul mercato italiano dovrebbe venire a costare attorno ai 20000 €; alla luce del prezzo attuale di queste vetture, attorno ai 30000 €, l’azione statale di incentivo dovrebbe essere importante, ricoprendo per circa un terzo del costo d’acquisto del veicolo.

In prospettiva, con l’aumento della quota di mercato che queste auto avranno sicuramente il loro prezzo di listino scenderà, permettendo un’agevole acquisto di queste vetture, anche alla luce dei benefici visti fin d’ora.

Il prezzo competitivo dell’auto elettrica è fortemente dipendente dal prezzo del carburante delle auto tradizionali perché modifica sensibilmente i costi variabili di rifornimento dell’automobile.

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Prezzo auto elettrica al variare del prezzo della benzina

€ 5.000,00 € 10.000,00 € 15.000,00 € 20.000,00 € 25.000,00 € 30.000,00 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Prezzo benzina [€/lt] P re z z o a u to e le tt ri c a [ € ]

Prezzo auto elettrica Prezzo auto benzina

Figura 10.1 andamento prezzo massimo di vendita di un auto elettrica al variare del prezzo della benzina

Vediamo che all’aumentare del prezzo della benzina aumenta anche il prezzo massimo di vendita dell’auto elettrica, consentendo quindi una maggior espansione di questa tecnologia; con la benzina a 2 €/lt, risulta comunque conveniente un’auto elettrica con un prezzo di listino di 25.700 €, quasi due volte il prezzo fissato per un’auto tradizionale.

La vettura elettrica risulta non competitiva nel caso in cui la benzina abbia un prezzo inferiore ai 0,38 €/lt, situazione ormai improponibile per il mercato italiano.

La differenza tra il costo di acquisto di un’auto elettrica ed un’auto a benzina assume questo andamento:

Differenza costo di acquisto elettrica-benzina

-4.000,00 -2.000,00 0,00 2.000,00 4.000,00 6.000,00 8.000,00 10.000,00 12.000,00 14.000,00 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Prezzo benzina [€/lt] D if fe re n z a c o s to d 'a c q u is to [€ ]

Differenza costo di acquisto elettrica-benzina

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Vediamo che la differenza si annulla in corrispondenza di un prezzo della benzina pari a 0,38 €/lt, vale 6.500 € con il prezzo attuale della benzina e arriva fino a 12.000 € nel caso di 2 €/lt per la benzina.

Questi risultati confermano la bontà dell’auto elettrica sotto il profilo

dell’investimento, caratterizzato da costi variabili inferiori e pressoché costanti nel tempo: a maggior ragione si evidenzia un comportamento negativo

dell’auto alimentata a benzina, in relazione ad un prezzo del carburante molto variabile e con tendenza all’aumento.

Ribadiamo che questi confronti sono stati fatti sulla base di vetture con

percorrenze annue limitate, e quindi la convenienza dell’auto elettrica è limitata agli utenti che usano l’automobile per piccoli tragitti, prevalentemente in

ambiente urbano, e con la possibilità di ricarica giornaliera.

In futuro, con l’evolversi della tecnologia verso il miglioramento delle batterie e l’aumento della percorrenza e della flessibilità dell’auto elettrica questo

confronto potrà esser valido anche per utenze extraurbane.

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33

CON

CONCLUSIONI

CLUSIONI

In questo elaborato è stato studiato la struttura del mercato delle auto e dei carburanti in Italia, soprattutto in termini quantitativi fornendo dati sul parco auto auto circolante, sui combustibili venduti per autotrasporti e sull’evoluzione della domanda di auto e carburante.

È stato analizzato il quadro normativo afferente a questi settori industriali, in particolare la direttiva europea 2003/30/CE, da cui si è preso spunto per l’ipotesi di nuovi scenari di diffusione delle auto elettriche.

Dei tre scenari ipotizzati si sono valutati aspetti energetici ed economici, quantificando l’ammontare delle auto elettriche di possibile utilizzo, le nuove richieste di energia elettrica e carburanti, i nuovi costi sostenuti dalla

popolazione e dalla rete energetica nazionale, il movimento di fatturato da mercato dei carburanti a mercato dell’energia.

Da queste analisi sono stati ottenuti tre risultati importanti: l’impatto modesto che l’espansione dell’auto elettrica porterebbe sul mercato elettrico nazionale, il consistente calo dei fatturati per il mercato dei carburanti e vantaggi per la mobilità individuale data dalla diversificazione dei costi di rifornimento e costi di acquisto del mezzo.

Con la massima espansione ipotizzata l’impatto sulla rete elettrica nazionale è contenuto, contribuendo ad un aumento della domanda di energia elettrica del 3%, e contribuendo a migliorare il fattore di carico della rete grazie alle ricariche notturne delle auto.

L’impatto sul mercato dei carburanti dell’auto elettrica è notevole, perché una penetrazione elettrica del 10% sul parco auto comporta un calo del fatturato pari all’8%.

(35)

34

un risparmio superiore ai 10000 € cumulato nell’arco del periodo di utilizzo del mezzo.

Allo stato attuale l’auto elettrica rimane comunque una tecnologia non adatta alla sostituzione integrale del parco auto italiano, soprattutto per la percorrenza ridotta e la minor flessibilità che garantisce: sicuramente rappresenta oggi una valida alternativa per le auto di ambiente urbano dati gli importanti vantaggi in termini di emissioni ed economici.

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